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前续
为帮助广大SpringBoot用户达到“知其然，更需知其所以然”的境界，作者将通过SpringBoot系列文章全方位对SpringBoot2.0.0.RELEASE版本深入分解剖析，让您深刻的理解其内部工作原理。
- 1、[SpringBoot]利用SpringBoot快速构建并启动项目
- 2、[SpringBoot]详解SpringBoot应用的启动过程
- 3、[SpringBoot]深入浅出剖析SpringBoot的应用类型识别机制
Java SPI机制
- Java SPI是什么？
SPI的全名为Service Provider Interface.大多数开发人员可能不熟悉，因为这个是针对厂商或者插件的。
我们系统里抽象的各个模块，往往有很多不同的实现方案，比如日志模块的方案，xml解析模块、jdbc模块的方案等。
面向的对象的设计里，我们一般推荐模块之间基于接口编程，模块之间不对实现类进行硬编码。一旦代码里涉及具体的实现类，就违反了可拔插的原则，
如果需要替换一种实现，就需要修改代码。为了实现在模块装配的时候能不在程序里动态指明，这就需要一种服务发现机制。
Java SPI就是提供这样的一个机制：为某个接口寻×××实现的机制。 - Java SPI的约定
当服务的提供者，提供了服务接口的一种实现之后，在jar包的META-INF/services/目录里同时创建一个以服务接口命名的文件。
该文件里就是实现该服务接口的具体实现类。而当外部程序装配这个模块的时候，就能通过该jar包META-INF/services/里的配置文件找到具体的实现类名，并装载实例化，完成模块的注入。 - 基于这样一个约定就能很好的找到服务接口的实现类，而不需要再代码里制定。
- jdk提供服务实现查找的一个工具类：java.util.ServiceLoader 。
SpringBoot中的SPI机制
在Spring中也有一种类似与Java SPI的加载机制。它在META-INF/spring.factories文件中配置接口的实现类名称，然后在程序中读取这些配置文件并实例化。
这种自定义的SPI机制是Spring Boot Starter实现的基础。
Spring Factories实现原理
spring-core包里定义了SpringFactoriesLoader类，这个类实现了检索META-INF/spring.factories文件，并获取指定接口的配置的功能。
在这个类中定义了两个对外的方法：
1、loadFactories
根据接口类获取其实现类的实例，这个方法返回的是对象列表，其源代码：
public static <T> List<T> loadFactories(Class<T> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) { Assert.notNull(factoryClass, "'factoryClass' must not be null"); ClassLoader classLoaderToUse = classLoader; if (classLoaderToUse == null) { classLoaderToUse = SpringFactoriesLoader.class.getClassLoader(); } List<String> factoryNames = loadFactoryNames(factoryClass, classLoaderToUse); if (logger.isTraceEnabled()) { logger.trace("Loaded [" + factoryClass.getName() + "] names: " + factoryNames); } List<T> result = new ArrayList<>(factoryNames.size()); for (String factoryName : factoryNames) { result.add(instantiateFactory(factoryName, factoryClass, classLoaderToUse)); } AnnotationAwareOrderComparator.sort(result); return result;}- 先获取ClassLoader
- 调用loadFacotoryNames()方法，获取factoryNames，其源码如下：
public static List<String> loadFactoryNames(Class<?> factoryClass, @Nullable ClassLoader classLoader) { //获取到类名 String factoryClassName = factoryClass.getName(); //在当前ClassLoader下的所有META-INF/spring.factories文件的配置信息的Map中获取指定的factory的值，如果不存在，则返回空列表 return loadSpringFactories(classLoader).getOrDefault(factoryClassName, Collections.emptyList());}- 调用loadSpringFactories方法，获取当前ClassLoader下的所有META-INF/spring.factories文件的配置信息
private static Map<String, List<String>> loadSpringFactories(@Nullable ClassLoader classLoader) { //去缓存中获取对应的 MultiValueMap<String, String> result = cache.get(classLoader); if (result != null) return result; try { //获取当前ClassLoader下的所有包含META-INF/spring.factories文件的URL路径 Enumeration<URL> urls = (classLoader != null ? classLoader.getResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION) : ClassLoader.getSystemResources(FACTORIES_RESOURCE_LOCATION)); //初始返回对象 result = new LinkedMultiValueMap<>(); //遍历所有的包含META-INF/spring.factories文件URL集合 while (urls.hasMoreElements()) { URL url = urls.nextElement(); UrlResource resource = new UrlResource(url); //转换为Properties对象 Properties properties = PropertiesLoaderUtils.loadProperties(resource); //遍历META-INF/spring.factories文件中的所有属性 for (Map.Entry<?, ?> entry : properties.entrySet()) { //如果一个接口希望配置多个实现类，可以使用','进行分割，将当前Key对应的值转换为List List<String> factoryClassNames = Arrays.asList(StringUtils.commaDelimitedListToStringArray((String) entry.getValue())); //添加到返回对象中 result.addAll((String) entry.getKey(), factoryClassNames); } } //添加到缓存中 cache.put(classLoader, result); //返回结果 return result; } catch (IOException ex) { throw new IllegalArgumentException("Unable to load factories from location [" + FACTORIES_RESOURCE_LOCATION + "]", ex); }}我们可以在自己的jar中配置spring.factories文件，不会影响到其它地方的配置，也不会被别人的配置覆盖。
这一点非常有利于后期我们进行自定义扩展。
- 调用instantiateFactory，实例化获取到的对应的Factory对象，其源码：
private static <T> T instantiateFactory(String instanceClassName, Class<T> factoryClass, ClassLoader classLoader) { try { //根据类名获取类的实例，这个源码在上一篇中已经剖析过了。 Class<?> instanceClass = ClassUtils.forName(instanceClassName, classLoader); //isAssignableFrom()是判断instanceClassName的对象是否是FactoryClass的子类或者相同的类，如果是返回true。 if (!factoryClass.isAssignableFrom(instanceClass)) { //如果实例化的目标类不是Factory类的子类或者不是Factory类，则抛出异常 throw new IllegalArgumentException("Class [" + instanceClassName + "] is not assignable to [" + factoryClass.getName() + "]"); } //通过java反射机制，实例化目标类 return (T) ReflectionUtils.accessibleConstructor(instanceClass).newInstance(); } catch (Throwable ex) { throw new IllegalArgumentException("Unable to instantiate factory class: " + factoryClass.getName(), ex); }}从这段代码中我们可以知道，它只支持没有参数的构造方法。
2、loadFactoryNames
根据接口获取其接口类的名称，这个方法返回的是类名的列表，其源代码已经在上面分析过了。
SpringBoot启动时的应用
在SpringBoot启动过程中，创建SpringApplication对象是，有如下两行代码：
setInitializers((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationContextInitializer.class));setListeners((Collection) getSpringFactoriesInstances(ApplicationListener.class));- 使用SpringFactoriesLoader在应用的classpath中查找并加载所有可用的ApplicationContextInitializer
- 使用SpringFactoriesLoader在应用的classpath中查找并加载所有可用的ApplicationListener
Spring Factories机制的应用
在日常工作中，我们可能需要实现一些SDK或者Spring Boot Starter给被人使用，这个使用我们就可以使用Factories机制。
Factories机制可以让SDK或者Starter的使用只需要很少或者不需要进行配置，只需要在服务中引入我们的jar包。
知识点
- Class的isAssignableFrom()解析
public native boolean isAssignableFrom(Class<?> cls);由方法签名可见是一个本地方法，即C代码编写的。
其作用：
有两个Class类型的类象，一个是调用isAssignableFrom方法的类对象（后称对象a），以及方法中作为参数的这个类对象（称之为对象b），这两个对象如果满足以下条件则返回true，否则返回false：
- a对象所对应类信息是b对象所对应的类信息的父类或者是父接口，简单理解即a是b的父类或接口
- a对象所对应类信息与b对象所对应的类信息相同，简单理解即a和b为同一个类或同一个接口
后记
为帮助广大SpringBoot用户达到“知其然，更需知其所以然”的境界，作者将通过SpringBoot系列文章全方位对SpringBoot2.0.0.RELEASE版本深入分解剖析，让您深刻的理解其内部工作原理。 敬请关注[爱折腾的稻草(GitShare)]公众号，为您提供更多更优质的技术教程。
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